資材の取り扱い

マテリアルハンドリングには、建物の境界内または建物と輸送車両間の短距離移動が含まれます。^[1]幅広い手動、半自動、自動機器を使用し、製造、倉庫保管、配送、消費、廃棄の全過程における材料の保護、保管、管理を考慮します。^{[2]マテリアルハンドリングは、廃棄物の取り扱い、保管、管理を通じて}時間と場所の有用性を生み出すために使用できます。これは、材料の形状、形態、構成を変更することで形態の有用性を生み出す製造とは異なります。 ^[3]

マテリアルハンドリングは、製造と物流において重要な役割を果たしています。物理的な商取引のほぼすべての品目は、製造工場、倉庫、小売店でコンベアやリフトトラック、またはその他のタイプのマテリアルハンドリング機器で輸送されています。マテリアルハンドリングは通常、すべての製造労働者の仕事の一部として必要とされますが、米国では65万人を超える人々が専属の「マテリアル移動機械オペレーター」として働いており、平均年収は31,530ドルです（2012年5月）。^[4]これらのオペレーターは、建設現場での建設資材の移動や船への商品の移動など、さまざまな産業環境でさまざまな商品を輸送するためにマテリアルハンドリング機器を使用しています。

生産システムの活動間の効率的な材料の流れは、活動の配置（またはレイアウト）に大きく依存するため、ほとんどの生産システムの設計では材料の取り扱いが不可欠です。2 つの活動が隣接している場合、材料は 1 つの活動から別の活動に簡単に渡される可能性があります。活動が連続している場合は、コンベアで低コストで材料を移動できます。活動が離れている場合は、輸送に高価な産業用トラックまたはオーバーヘッド コンベアが必要です。材料の輸送に産業用トラックを使用するとコストが高くなる理由は、オペレーターの人件費と、輸送に必要な移動回数を減らすために複数の材料ユニットを 1 つの転送バッチにまとめると生産システムのパフォーマンスに悪影響が出ること（たとえば、仕掛品の増加）の両方によるものです。^[5]

ユニットロードとは、単一のアイテムの単位、または単一のユニットとして取り扱われ、完全性を維持できるように配置または制限された複数のユニットのいずれかです。粒状、液体、気体の物質はばら積みで輸送できますが、バッグ、ドラム、シリンダーを使用してユニットロードに含めることもできます。^[6]ユニットロードの利点は、より多くのアイテムを同時に処理できること（これにより必要な移動回数が減り、処理コスト、積み込みと積み下ろしの時間、製品の損傷が軽減される可能性がある）と、標準化されたマテリアルハンドリング機器を使用できることです。ユニットロードの欠点は、バッチ処理が生産システムのパフォーマンスに悪影響を与えること、および空のコンテナ/パレットを元の場所に戻すコストがあることです。^[7]

ユニット ロードは、工程内処理と配送 (受領、保管、出荷) の両方に使用できます。ユニット ロードの設計には、ロードの種類、サイズ、重量、構成、ロードの処理に使用する機器と方法、ロードの形成 (または構築) と分解の方法の決定が含まれます。工程内処理の場合、ユニット ロードは、工程内の部品の生産バッチサイズよりも大きくしないでください。大きな生産バッチ (ボトルネック アクティビティの利用率を高めるために使用) は、処理の目的で小さな転送バッチに分割できます。各転送バッチには 1 つ以上のユニット ロードが含まれ、小さなユニット ロードは、より効率的な輸送を可能にするために、より大きな転送バッチに結合できます。^[8]

配送用のユニットロードサイズの選択は、コンテナ/パレットが通常、標準サイズと構成でしか利用できないこと、トラックトレーラー、鉄道貨車、飛行機の貨物室は幅、長さ、高さに制限があること、また、既存の倉庫レイアウトや保管ラックの構成、顧客のパッケージ/カートンのサイズや小売店の棚の制限により、荷物に使用できるコンテナ/パレットのサイズが限られることなどから、難しい場合があります。また、ユニットロードの実際のサイズは、利用可能な機器や通路のスペース、安全な資材取り扱いの必要性によって制限される可能性があります。^[9]

手作業による資材運搬作業は、米国で毎年報告される 50 万件以上の筋骨格系障害の大部分を占めています。筋骨格系障害には、腰、肩、上肢の捻挫や捻挫が含まれることがよくあります。これらの障害は、患者に長期にわたる痛み、障害、治療、経済的ストレスをもたらす可能性があり、雇用主は、労働者の完全な能力喪失に対処しなければならないと同時に、直接または労災保険を通じて請求書を支払うことに気付くことがよくあります。^{[10] [11]}

科学的証拠によれば、効果的な人間工学的介入により、MMH 作業の身体的負担が軽減され、それによって筋骨格系傷害の発生率と重症度が軽減される。傷害関連コストを削減できる可能性だけでも、人間工学的介入は企業の生産性、製品品質、および全体的なビジネス競争力を向上させるための有用なツールとなる。しかし、管理者と労働者がエネルギー、機器、労力を最も効率的、効果的、かつ楽に仕事を完了するためにどのように使用するのが最もよいかについて新たな視点で検討すると、生産性がさらに確実に向上する。これらの原則を適用した計画は、関係者全員にとって大きな成果をもたらす可能性がある。^{[10] [11]}

手作業による取り扱いとは、作業員が手を使って個々の容器を持ち上げる、降ろす、満たす、空にする、運ぶなどの作業を指します。作業員は身体的な危険にさらされ、怪我につながる可能性があります。米国で毎年報告される50万件以上の筋骨格障害の大部分は手作業による取り扱いから生じており、腰、肩、上肢の捻挫や捻挫を伴うことがよくあります。^[12]

人間工学的改善により、手作業の作業を変更して傷害を減らすことができます。これらの改善には、作業の再構成や、手を伸ばしたり屈んだりすることを減らすためのリフト/ティルト/ターンテーブル、ホイスト、バランサー、マニピュレーターなどの位置決め装置の使用が含まれます。^[13] NIOSH（米国労働安全衛生研究所）1991年改訂持ち上げ方程式^[14]は、手作業の持ち上げ作業の評価に使用できます。理想的な状況では、背中の傷害を避けるために手動で持ち上げる場合の最大推奨重量は51ポンド（23.13kg）です。持ち上げの正確な条件（高さ、持ち上げる距離、重量、体に対する重量の位置、非対称の持ち上げ、つかみにくい物体）を使用して、6つの乗数を使用して、理想的とは言えない持ち上げ作業の最大推奨重量を減らします。

技術的かつ経済的に実行可能な場合はいつでも、機器を使用して手動で材料を取り扱う必要性を減らし、場合によっては置き換えることができます。既存の材料処理機器のほとんどは半自動化されていますが、これは、完全に自動化するには困難またはコストがかかりすぎる積み込み/積み下ろしや運転などのタスクに人間のオペレーターが必要であるためです。しかし、センシング、マシンインテリジェンス、およびロボット工学の継続的な進歩により、ますます多くの処理タスクを完全に自動化することが可能になっています。^[15] 1人の材料ハンドラーを置き換える自動化機器にいくら費やすことができるかを判断するための大まかなガイドは、利点を考慮して、平均的な移動機械オペレーターのコストが企業あたり年間45,432ドルであることを考慮することです。^[16]実質金利が1.7％^[17]、耐用年数が5年^[18]で、導入/適応コスト、学習コスト、トレーニングコスト、および残存価値のない機器の運用コストがないと仮定すると、企業は最大で100万ドルを支払う用意があるはずです ^。[19]

${\displaystyle \$45\,432\left({\frac {1-1.017^{-5}}{0.017}}\right)=\$45\,432(4.75)=\$219\,019}$

1人の作業員の代わりに自動化された機器を購入する。^[20]多くの場合、自動化された機器は、特定のタスクを人間と同じように実行できないという点と、ニーズの変化に応じて他のタスクを実行するために簡単に再配置できないという点の両方において、人間のオペレーターほど柔軟ではありません。

• 効率性の向上：マテリアルハンドリング機器は製品の移動を効率化します。手作業によるハンドリングと比較して、マテリアルハンドリング機器は時間と労力を大幅に節約します。^[21]
• 安全性の向上：手作業で物品を取り扱う場合、高所からの落下など、多くの怪我のリスクがあります。ユニットロードフォーメーション装置を考慮に入れると、これらのリスクはすべてほぼゼロになります。^[22]
• コスト削減: 資材搬送設備は、特定の方法で資材や製品を処理するように設計されており、損傷のリスクを最小限に抑え、損傷した商品に費やされていたコストを節約します。
• 柔軟性: マテリアルハンドリングは、さまざまな業界や業務の特定のニーズに合わせてカスタマイズできるため、高い柔軟性と汎用性を実現します。

• 自動保管・回収システム
• オートメーション
• バルク材料の取り扱い
• マテリアルハンドリング教育に関する大学・産業界協議会
• コンベアシステム
• ヒューマンファクターと人間工学
• 産業用ロボット
• 資材搬送機器
• 倉庫
• ユニット負荷

• Apple, JM, 1972, Material Handling System Design、ニューヨーク: Ronald。
• Bartholdi, JJ, III、および Hackman, ST、2014、「Warehouse & Distribution Science」、リリース 0.96。
• Frazelle, E.、2002、「World-Class Warehousing and Material Handling」、ニューヨーク：McGraw-Hill。
• Heragu, SS, 2008, Facility Design、第 3 版、CRC Press。
• Kulwiec, RA, Ed., 1985, Materials Handling Handbook、第 2 版、ニューヨーク: Wiley。
• Mulcahy, DE, 1999, Materials Handling Handbook、ニューヨーク：McGraw-Hill。

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ウィキメディア・コモンズには、マテリアルハンドリングに関連するメディアがあります。

• 大学産業資材処理教育協議会 (CICMHE)
• 欧州マテリアルハンドリング連盟
• マテリアルハンドリングとロジスティクスの米国ロードマップ
• マテリアルハンドリング機器販売業者協会
• マテリアルハンドリング機器の分類
• マテリアルハンドリング業界
• マテリアルハンドリングウェブポータル